Conservacion y Explotacion de Carreteras

CAMINOS Y AEROPUERTOS

CONSERVACION Y EXPLOTACION DE CARRETERAS

Conservación y Explotación de Carreteras. Página 1.

OBJETIVOS MINIMOS Y CONTENIDOS CONSERVACION Y EXPLOTACION DE CARRETERAS Organización y legislación 1. Diferencias Conservación Conservación - Explotación Explotación 2. Objetivos de la explotación. Recursos 3. Distinguir actuaciones actuaciones de vialidad, vialidad, conservación, conservación, rehabilitación, mejora, uso y defensa. 4. Conocer los tipos de contratos de conservación de carreteras existentes: definición, principales características, características, duración, duración, obligaciones obligaciones de la Administración Administración y del Contratista/Concesionario, Contratista/Concesionario, medios humanos y materiales, formas f ormas de pago 5. Conocer conceptos como cláusula de progreso, secuestro de una concesión ,…

,…

Sistemas de gestión 6. Explicar en qué consiste un sistema de gestión gestión de la conservación conservación identificando sus principales elementos. elementos. 7. Distinguir la gestión de de las operaciones operaciones de vialidad vialidad (Agenda) de las operaciones operaciones de conservación. 8. Definición de indicador. indicador. Tipos de indicadores. Saber distinguirlos. distinguirlos.

Evaluación del estado de un firme 9. Saber distinguir firmes flexibles, semiflexibles, semirrígidos y firmes rígidos 10. Tener un orden de magnitud de los indicadores CRT, IRI y deflexión 11. Tener nociones básicas sobre los diferentes deterioros de una firme 12. Diferencias 12. Diferencias entre entre baches y blandones. blandones. Reparación Reparación de los mismos. 13. Deflexión. 13. Deflexión. Concepto. Concepto. Medidas con con los diferentes aparatos. Funcionamiento Funcionamiento de los mismos. 14. Conocer el georradar y su utilidad 15. Adherenc 15. Adherencia ia neumático-pavimento. neumático-pavimento. Medida del CRT con con el SCRIM

Actuaciones de conservación. Norma 6.3. IC 16. Distinguir 16. Distinguir deflexión patrón, deflexión deflexión característica característica y deflexión de cálculo. 17. Conocer conceptos conceptos básicos de firmes: Anejo 1 de la Norma 6.3 IC 18. Saber trabajar con la Norma 6.3 IC. 19. Saber interpretar un deflectograma y obtener a partir de él la deflexión de cálculo 20. Conocer el significado de: zonas singulares, tramo homogéneo, tramo homogéneo de comportamiento uniforme, zonas de estudio especial y zona de actuación preventiva.


Reciclado de firmes 21. Conocer cuándo se puede plantear una solución de reciclado, sus ventajas e inconvenientes. 22. Conocer las distintas técnicas de reciclado in situ y sus principales diferencias así como las características del reciclado en central.

Nota 1. Los apuntes que figuran a continuación son únicamente un complemento, muchas veces de manera esquemática, de la documentación y las explicaciones que se han dado en el aula.

Nota 2. Se considera importante que el alumno tenga órdenes de magnitud de los parámetros y aspectos relacionados con el temario.


APUNTES DE CONSERVACIÓN Y EXPLOTACIÓN DE CARRETERAS I. S.L. DIFERENCIAS CONSERVACIÓN- EXPLOTACION. Se puede definir conservación como el conjunto actividades que tienen lugar tras puesta en servicio de la carretera. Estas actividades pueden ir dirigidas a los propios USUARIOS o a la INFRAESTRUCTURA, lo que supone una preservación del patrimonio. Cuando se dirige a los usuarios se puede entender como explotación y cuando se dirige a la infraestructura se denomina conservación . Según el Ministerio de Fomento, bajo la den ominación común de “explotación” se agrupan una serie de actividades que tienen por objetivo que la carretera esté permanentemente en servicio para los usuarios, en las mejores condiciones posibles. En Ingeniería de Carreteras Volumen II, Carlos Kraemer y otros , se dice:” El objetivo de una infraestructura viaria es prestar a los ciudadanos un servicio de calidad…Para ello, una vez

puesta en servicio la infraestructura, hay que gestionarla, desarrollando unas actividades de explotación y conservación. Si se entiende la explotación en un sentido amplio, la conservación constituiría una parte de aquella, aunque tenga entidad propia y difiera notablemente de otras actividades de explotación.

OBJETIVOS DE LA EXPLOTACIÓN. RECURSOS. Las actuaciones de conservación en sentido amplio, es decir, de explotación, persiguen los siguientes objetivos: 

Seguridad



Fluidez



Comodidad



Minimizar los costes del transporte

Para conseguir estos objetivos se realizan una serie de actuaciones que se describen el apartado siguiente, destinando para ello una serie de recursos, que se relacionan a continuación: 

Organización



Medios humanos




Medios materiales



Recursos financieros



Tecnología

ACTUACIONES DE CONSERVACION Distinguimos los siguientes tipos de actuaciones: 

Vialidad



Información



Conservación ordinaria



Conservación extraordinaria



Mejora



Uso y defensa

A continuación se relacionan de modo esquemático las principales características de cada una de ellas.

1. Vialidad e información - Las actuaciones de vialidad persiguen el mantenimiento del servicio en las mejores condiciones de comodidad y seguridad. Se persigue garantizar la máxima operatividad posible asegurando a máximo las condiciones de circulación. Las actuaciones de información persiguen mantener al usuario permanentemente informado del estado de la carretera para poder tomar decisiones con antelación. - Son actuaciones urgente s. Destaca la importancia del factor “tiempo” - Incluye: atención accidentes, atención incidencias, vialidad invernal, señalización ocasional, mantenimiento de los elementos de la carretera en condiciones normales 2. Conservación ordinaria - Consiste en realizar actuaciones preventivas para retrasar el proceso de degradación y que la infraestructura no baje de un umbral determinado - Se hace al poco tiempo de la puesta en servicio - Objetivo: PREVENIR deterioros


3. Conservación extraordinaria o rehabilitación - Consiste en diferentes operaciones que tienen por objeto llevar a su situación inicial las características de los elementos de la carretera cuando están al final de su vida útil o la han agotado. - Son actividades que no se ejecutan de manera continua. - No se hace al principio de la vida útil de la carretera - Se realiza con equipos especializados - Objetivo: recuperar niveles de calidad perdidos 4. Mejora (aumento niveles calidad) - Consisten en actuaciones que conllevan mejoras funcionales o locales, con objeto de conseguir una adecuación a la demanda - Ejemplos: acondicionamientos, mejora de curvas, eliminación TCA´s 5. Actuaciones de uso y defensa (policía de carretera) Consiste en la vigilancia elementos de la carretera y su entorno

-

LOS CONTRATOS DE CONSERVACIÓN. La ejecución de las operaciones de conservación puede llevarse a cabo de diversas maneras: 

Con medios propios.



Mediante contratación específica de obras y servicios.



Mediante contratos de conservación integral , que viene a ser un contrato de servicios mediante el cual una empresa acomete las operaciones de vialidad y conservación ordinaria de unos tramos de carretera (denominados “Sectores”) y

alguna operación pequeña de rehabilitación y mejora. 

Mediante concesión de un tramo de carretera ( contrato de concesión de obra pública )

Atendiendo a la duración de los contratos, la Ley 30/07 de 30 de octubre, de Contratos del Sector Público (con entrada en vigor el 30 de abril de 2008) estipula lo siguiente: 

Según el artículo 279 de la LCSP “los contratos de servicios no podrán tener un plazo de vigencia superior a cuatro años […], si bien podrá preverse en el mismo contrato su prórroga por mutuo acuerdo de las partes antes de la finalización de aquél, siempre que la duración total del contrato, incluidas las prórrogas, no exceda de seis años, y que las prórrogas no superen, aislada o conjuntamente, el plazo Conservación y Explotación de Carreteras. Página 6.

fijado originariamente. La celebración de contratos de servicios de duración superior a la señalada podrá ser autorizada excepcionalmente por el Consejo de Ministros o por el órgano autonómico competente …” Según el artículo 290 de la LCSP “la duración de los contratos de colaboración



entre el sector público y el sector privado no podrá exceder de 20 años. No obstante, cuando por razón de la prestación principal que constituye su objeto y de su configuración, el régimen aplicable sea el propio de los contratos de concesión de obra pública, se estará a lo dispuesto en el artículo 244 sobre la duración de éstos”, el cual señala que “las concesiones de construcción y explotación de obras públicas se otorgarán por el plazo que se acuerde en el pliego de cláusulas administrativas particulares, que no podrá exceder de 40 años ”. En todos los contratos de conservación se detallan los tramos de carreteras incluidos en el contrato, estableciéndose una longitud equivalente para el tramo, de modo que se establece la siguiente ponderación: - 2,1 x Km tronco autovía - 1 x Km carretera convencional sin tramo de autovía "paralela" - 0,5 x Km carretera convencional con tramo de autovía "paralela" - 0,5 x Km travesías con variante - Las vías de servicio y ramales de enlace no se considerarán Un ratio razonable del coste de la conservación es de 15.000 €/km equivalente y año. Como referencia, según datos de la Consellería de Medio Ambiente, Infraestructuras y Transporte de la Xunta de Galicia, el coste anual de Conservación y Explotación por kilómetro de una carretera de la Red Secundaria es, por término medio de, de 6.000 €/km; una carretera de la Red Primaria requiere una inversión de 9.000 €/km y año, y, finalmente

una vía de alta capacidad (autopis ta, autovía o corredor) precisa 18.000 €/km y año . La forma de pago en los contratos de conservación integral será mediante precios unitarios y a tanto alzado, mientras que en los contratos de concesión el pago puede venir de las siguientes maneras: -

según el uso pudiendo ser realizado directamente por el usuario o mediante la Administración (peaje sombra) la cual abona un canon de demanda por vehículo y kilómetro.

-

Actualmente se está planteando un pago por disponibilidad, de modo que el tráfico deja de ser un riesgo para el concesionario. Este cambio ha venido motivado por el poco tráfico que existe en algunas carreteras como las radiales de Madrid. Conservación y Explotación de Carreteras. Página 7.

CLÁUSULA DE PROGRESO. SECUESTRO Y RESCATE DE UNA CONCESIÓN El artículo 230 de la LCSP señala que “el concesionario deberá mantener la obra pública de conformidad con lo que, en cada momento y según el progreso de la ciencia, disponga la normativa técnica, medioambiental, de accesibilidad y eliminación de barreras y de seguridad de los usuarios que resulte de aplicación ”. El artículo 234 de la LCSP señala que “el órgano de contratación, previa audiencia del concesionario, podrá acordar el secuestro de la concesión en los casos en que el concesionario no pueda hacer frente, temporalmente y con grave daño social, a la explotación de la obra pública por causas ajenas al mismo o incurriese en un incumplimiento grave de sus obligaciones que pusiera en peligro dicha explotación. El acuerdo del órgano de contratación será notificado al concesionario y si éste, dentro del plazo que se le hubiera fijado, no corrigiera la deficiencia se ejecutará el secuestro. Asimismo, se podrá acordar el secuestro en los demás casos recogidos en esta Ley con los efectos previstos en la misma. Efectuado el secuestro, corresponderá al órgano de contratación la explotación directa de la obra pública y la percepción de la contraprestación establecida, pudiendo utilizar el mismo personal y material del concesionario. El órgano de contratación designará uno o varios interventores que sustituirán plena o parcialmente al personal directivo de la empresa concesionaria. La explotación de la obra pública objeto de secuestro se efectuará por cuenta y riesgo del concesionario, a quien se devolverá, al finalizar aquel, con el saldo que resulte después de satisfacer todos los gastos, incluidos los honorarios de los interventores, y deducir, en su caso la cuantía de las penalidades impuestas. El secuestro tendrá carácter temporal y su duración será la que determine el órgano de contratación sin que pueda exceder, incluidas las posibles prórrogas, de tres años. El órgano de contratación acordará de oficio o a petición del concesionario el cese del secuestro cuando resultara acreditada la desaparición de las causas que lo hubieran motivado y el concesionario justificase estar en condiciones de proseguir la normal explotación de la obra pública. Transcurrido el plazo fijado para el secuestro sin que el concesionario haya garantizado la asunción completa de sus obligaciones, el órgano de contratación resolverá el contrato de concesión ”. El rescate de una concesión es una causa de resolución de un contrato de concesión y consiste en “la declaración unilateral del órgano contratante, discrecionalmente adoptada,

por la que dé por terminada la concesión, no obstante la buena gestión de su titular ”.


ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE GESTIÓN Para que las actuaciones de conservación y explotación se lleven a cabo de la manera más eficaz posible se requiere que estén apoyadas en un adecuado sistema de gestión. Los elementos del mismo son los siguientes:

i) BASE DATOS: Son bancos de datos (ficheros relacionados entre sí accesibles a numerosos usuarios) informatizados. Las fuentes para la obtención de los datos pueden ser inspecciones visuales, auscultación, informes, operaciones de conservación ,… Los datos que incluyen son: inventario (puntos de la red), datos de tráfico, sección firme, deterioros y quizás IRI, deflexión, señalización, drenaje,…

ii) MODELOS DE COMPORTAMIENTO: se representa la variación de un indicador del estado de firme en función del tiempo. El indicador puede ser global (por ejemplo, la calidad del firme) o particular (por ejemplo, el IRI). Se puede establecer el modelo por estudios estadísticos o mediante fórmulas. iii) ESTRATEGIAS: se deben llevar a cabo desde el principio de la vida de la carretera. Son actuaciones durante la vida útil de la carretera para que un indicador no baje de un mínimo admisible. El objetivo es alargar la vida del firme. iv) EVALUACIÓN ECONÓMICA: consiste en la comparación de diferentes estrategias. No olvidar tener en cuenta la rentabilidad social, el coste que supone a los usuarios hacer una conservación. v) CRITERIOS DE DECISION: determinar actuación prioritaria en cada momento, determinar cuándo, cómo y qué hago LOS INDICADORES. Los sistemas de gestión se basan en indicadores. Un indicador es un número adimensional, comprendido normalmente entre 0 y 100, obtenido de manera más o menos objetiva, que manifiesta el estado de algún aspecto de la carretera y se emplea para adoptar decisiones en la fase de gestión Los indicadores valoran los siguientes aspectos de la carretera: -

un servicio prestado

-

un elemento de la carretera

-

la satisfacción de los usuarios

-

afección al medio ambiente


Las actuaciones de vialidad tienen unos plazos muy cortos, casi inmediatos. Precisan de una serie de herramientas para la toma de decisiones en tiempo real y de unos protocolos que las regulan, y se gestionan mediante la Agenda de información y Estado de la Carretera . Los numerosos indicadores relacionados con la gestión de la vialidad se refieren siempre al cumplimiento de los plazos establecidos. Las actuaciones de conservación ordinaria se programan a corto-medio plazo (en general programas de un año) con el compromiso de mantener unos indicadores estructurales por debajo de los establecidos como máximos por el Sistema de Gestión . Las actuaciones de conservación extraordinaria o rehabilitación se programan a medio-largo plazo y los indicadores sirven en ocasiones tanto para programar como para dimensionar el alcance de la rehabilitación. Las actuaciones de mejora, relacionadas con la seguridad vial y el medio ambiente, se programan a medio plazo, mediante indicadores funcionales y de entorno. Distinguimos los siguientes tipos de indicadores: 

Operacional: tiene relación con nivel de servicio prestado. Puntúa de 0 a 100 y normalmente representa el % de servicio prestado. Analiza la estructura de los equipos de vialidad, su funcionamiento Ejemplo: plazo en atender accidente



Estructural: tiene relación con el estado de elementos de la carretera. Son los índices de estado. Sirven para programar operaciones. Puntúa de 0 a 100 y normalmente representa el % de deterioro. Ejemplo: deflexión



Funcional: el más interesante para el gestor de carreteras. Recogen la sensación de usuarios, calidad de viaje y de la información. Útil para decisiones políticas. Ejemplo: aspectos de seguridad vial



De entorno: relación con la percepción que se tiene de la carretera y medio ambiente, percepción de nivel de ruido, contaminación de las aguas, polución,…


VALORES ORIENTATIVOS DE LOS PARÁMETROS MÁS IMPORTANTES Bueno

Regular

Malo

IRI

<1,50

1,50-2,5

>2,5

CRT

>55

50-55

<50

Deflexión

0-20

20-40

>40

Esta tabla representa simplemente una orientación de los valores. En general no se debe hablar de si la deflexión, por ejemplo, es alta o baja; depende del tipo de pavimento en que esté medida.

DETERIOROS SUPERFICIALES EN FIRMES A) Desintegración de materiales de la capa rodadura : causada por pérdida de cohesión entre las partículas de la superficie. Ejemplo: mordientes, peladuras (en capas de rodadura de pequeño espesor), pérdidas de gravilla en riegos,…

B) Agrietamientos : causado por fatiga de las mezclas bituminosas bien sea iniciada en la superficie, bien, en el pavimento bituminoso, desplazamiento lateral del cimiento, retracción,…

Las grietas se pueden reparar mediante sellado. El sellado consiste en aplicar (frío o caliente) productos que se pegan a los bordes (se echan masillas de betún modificado o resinas poco viscosas). En mezclas bituminosas se suele hacer un ponteado consistente en que el producto sellado hace de puente sobre la grieta; a veces se añade árido sobre el producto sellado para protegerlo.

En pavimentos de hormigón se hace un cajeo previo de la grieta y se coloca un cordón al fondo para que el producto sellado no se meta dentro. C) Deformaciones superficiales : se producen por asientos diferenciales de capas granulares o explanación debidos a solicitaciones. Estos asientos de gran longitud de onda pueden llegar a ocasionar agrietamientos. Ejemplo: baches, burbujas ,…


D) ¡Roderas! : son deformaciones transversales por hundimiento a lo largo de las rodadas, acompañado de cordones laterales por fluencia de material del pavimento. Las roderas son consecuencia de la erosión provocada por el coche y la deformación del pavimento. En ellas influye la temperatura, velocidad de pesados y tipo de mezcla. Permiten estancamiento del agua y riesgo de hidroplaneo. E) Exudaciones : son ascensiones de materiales a la superficie del firme. Pueden ser de betún o de otros materiales. El exceso de ligante en superficie se da sobre todo en riegos con gravilla. Conviene evitar las exudaciones porque puede desaparecer la textura y hacerse más deslizante el pavimento. Da origen a desintegraciones. La solución sería repavimentar si está generalizado o extender arena para restituir la textura y absorber el exceso de ligante, si esta localizado el deterioro. F) Pérdida de la textura superficial. Causada por la abrasión de los neumáticos, el agua y partículas sueltas en la superficie

BACHES Y BLANDONES Un bache es una irregularidad superficial localizada provocada por el arranque de los materiales del pavimento. Los baches son zonas con desprendimientos y hundidas pero con poca extensión. Pueden ser debidos a un defecto puntual o ser el inicio de un problema que se agravará con el tiempo. La reparación de los baches se llama bacheo . Un blandón se da sólo en los firmes flexibles, mientras que los baches se dan en todo tipo de firme. La reparación de los blandones se llama saneamiento de blandones . Las diferencias entre ambos están en el origen: el blandón se origina en el fondo del firme, debido a agua en la explanada o que hay capas granulares con exceso de finos plásticos, mientras que el bache es provocado por desintegración/arranque de materiales del pavimento. Si no se actúa, habrá una desintegración continua que progresará hacia abajo. El blandón viene precedido normalmente de un colchoneo al paso de los vehículos pesados y se aprecia visualmente por un hundimiento localizado del pavimento ¿Cómo corregir estos deterioros?

1) inspección visual; valorar deterioro 2) referenciar el deterioro, ubicación, cuantificación, profundidad, densidad (otros datos: IMD, % pesados, sección firme, drenaje, meteorología) No sabemos cuanto durará la reparación, pero pensar en repavimentar a medio plazo


BACHEO.

La reparación de baches debe seguir las siguientes fases: 1) Marcaje y posterior corte de los bordes del bache (lados de más de 2 m si sólo afecta al pavimento; 5 m si afecta a base). Si hay varias capas afectadas, el corte de cada una abarca superficie menor que la capa superior (escalonamiento), pared vertical y fondo plano 2) Limpieza de paredes y fondo del bache con aire a presión para eliminar materiales sueltos 3) Relleno por capas. A veces se aplica un riego previo a las paredes del bache. Compactar capa hasta rellenar la siguiente. 4) Terminación superficie: aspecto y textura parecida a pavimento existente. Se suele dejar un poco más alto para la compactación posterior de los vehículos

Se busca RAPIDEZ y FACILIDAD DE EJECUCION, para no cortar trafico. Se repone con mezcla bituminosa si el espesor es grande (>6 cm) y a lo mejor con una mezcla en frío si es pequeño Cuando los baches surgen a partir de agrietamientos de la rodada se puede realizar un fresado localizado asociado a bacheos, de profundidad al menos de 1 cm por debajo de la capa cuya eliminación total se pretenda. El material fresado se almacena y se puede reutilizar mediante reciclado


SANEAMIENTO DE BLANDONES

Para sanear un blandón el procedimiento es el mismo que para los baches pero es imprescindible sanear hasta llegar al fondo de la explanada, con retro si hace falta hasta mínimo 50 cm por debajo de la explanada, incluso 80 cm. A veces hay que estabilizar el suelo si es de muy mala calidad. A veces se dispone una zanja drenante para sacar el agua.

LA DEFLEXIÓN Es la deformación vertical elástica recuperada que produce una carga en la superficie del pavimento. La deflexión no es alta ni baja por sí sola. La deflexión no tiene sentido su valor si no se dice el tipo de pavimento. Dependiendo de éste, el valor obtenido será alto o bajo. Los valores de la deflexión medida se representan en un DEFLECTOGRAMA. Equipos de medida: -

Viga Benkelman : mide la deflexión patrón

-

Deflectógrafo Lacroix : medida automática de deflexión bajo la carga de un eje de

camión. Obtiene la deflexión en las dos rodadas. Lleva un carro de medida en parte inferior con dos captadores .


-

Deflectómetro de impacto : es el más extendido. Es un ensayo puntual que

consiste en una masa que cae por gravedad desde una altura determinada sobre una placa que distribuye la carga de modo uniforme a la superficie donde apoya. Simula la carga de un camión a velocidad 70 km/h y superiores. Lleva 7 geófonos y mide en 7 puntos. Muy empleado en aeropuertos, es ágil. Fundamental en firmes rígidos, golpeando en centro de losa y bordes de losa. Mide el cuenco de deflexiones. Da lugar al cálculo inverso pudiéndose obtener los módulos de deformación de las distintas capas del firme.

-

Curviámetro : es el equipo más rápido. Mide en una sola rodada. Lleva una

cadena de 15 metros con sensores sincronizados con el avance del camión. Mide también el cuenco de deflexiones.


EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO TRANSVERSAL Y EL SCRIM El CRT es el parámetro empleado para determinar el nivel de adherencia entre neumático y pavimento. Depende de: velocidad, estado neumáticos, climatología (lluvia, nieve, hielo) El equipo debe ir a velocidad constante (normalmente 50 km/h) y con superficie mojada (lámina de agua de 0,5 - 1 mm). Lleva una rueda de medición lisa y estrecha montada sobre un camión. El CRT sirve para poder calcular la distancia mínima de frenado, la velocidad máxima en curvas y también sirve para definir unos estándares de calidad.


EL GEORRADAR Se necesita conocer la composición del firme, el espesor de las capas, la adherencia o despegue entre ellas. Esta información se puede saber por ensayos destructivos (mal método), donde hay que sacar testigos, cortar carriles,… o mediante el georradar, un equipo que va montado sobre un vehiculo que circula a 80 km/h Emite radiación electromagnética que penetra y cuando cambia el tipo material, se produce un rebote, y continúa otra parte penetrando. Mide el tiempo que tarda en llegar y volver. Calcula espesores de capa hasta 80 cm, pero necesita datos previos, es decir, no dice la naturaleza de las capas, por lo que se complementa con extracción de testigos Muy bueno para detectar huecos en firme, y presencia de agua. Comprueba espesores. Es el complemento ideal del deflectógrafo No afecta al tráfico.


NORMA 6.3 IC. ALGUNOS ASPECTOS DE INTERÉS. a) Rehabilitación estructural Reparación previa zonas singulares Son zonas singulares las que tienen falta de capacidad estructural que afecta a explanada o tiene su origen en ella. Son tramos de 100 m o menos con aspecto diferente al resto de la carretera Operaciones previas: a veces se producen deflexiones altas debido a un mal drenaje



arreglarlo, saneo de blandones Se entiende que el AGOTAMIENTO ESTRUCTURAL afecta a explanada cuando hay zonas localizadas de blandones, o cuando la deflexión patrón supera un umbral definido en la Norma. Para los firmes flexibles, la Norma plantea tres posibles soluciones de rehabilitación estructural. Son las siguientes:

Solución 1: Eliminación parcial y reposición firme existente Se elimina mediante fresado las zonas que presentan agotamiento estructural o vida residual insuficiente a) umbral deflexión para agotamiento estructural (ver tabla 3) (hay tabla para firmes FF FSF y FSR) b) se marca un mínimo espesor de mezcla nueva. (ver tabla 4) Solución 2: Recrecimiento del firme existente - Con mezcla bituminosa: una o más capas, en el tramo considerado de comportamiento uniforme a) Espesor de recrecido en función de la deflexión de cálculo y la categoría de trafico. b) Importante, comprobar el espesor de mezcla total debe ser al menos el marcado en la tabla 4. Se cuenta en este número las capas de firme existente sin fisuración multiplicadas por 0,75. c) Zonas pequeñas entre tramos, no dejarlas abandonadas - Con hormigón (en masa o armado)


Solución 3: Combinación de las dos soluciones anteriores Es la operación más usual. Importante: el espesor final de la mezcla bituminosa considera tanto el de la reposición como el del recrecido. Dos zonas importantes: zona de actuación preventiva y zona de estudio especial •

ZAP (deflexión de cálculo pequeña): conjunto de operaciones que se realizan para prolongar la vida útil de un firme que no presenta aún agotamiento estructural. La solución consiste en recrecidos de pequeño espesor o tratamiento superficial tipo lechada para prolongar vida útil del firme

•

ZEE (deflexión de cálculo alta), es el que ha de llevarse a cabo al medir deflexiones anormalmente elevadas para el firme y categoría de tráfico correspondiente. Se recomienda hacer calicatas, y ver si procede la reconstrucción del firme.

Rehabilitación estructural pavimentos hormigón Previo: reparación defectos graves. En tramos muy localizados, eliminación y reposición del firme. Si se hace un recrecido con mezcla bituminosa hay que evitar la aparición de grietas de reflexión. Se suele inyectar una lechada bajo losas para reducir los movimientos verticales No se plantea como solución la combinación de eliminación parcial y reposición + recrecido

b) Renovación superficial División en tramos de comportamiento uniforme Procedimientos y técnicas de renovación superficial: -

Adherencia neumático-pavimento (textura y resistencia deslizamiento) o

MBC si >10000 veh/dia en T00 y T0; en otros casos lechada bituminosa

o

Mejoro textura con cepillado o microfresado

o

Si renuevo textura aplicarlo a toda la plataforma o, si el espesor es muy pequeño, a todo el ancho del carril

-

-

Regularidad superficial o

La Norma marca un IRI máximo (ver tabla)

o

Eliminación puntos altos por fresado o eliminación y reposición

o

Eliminar puntos bajos con MB

Tratamiento grietas


c) Empleo de la Norma El proceso a seguir es el siguiente:

1º. Toma de datos y división en tramos homogéneos Según la Norma 6.3. IC se considerarán tramos homogéneos los que sean iguales en:  Número de carriles por calzada, no computándose a estos efectos los carriles de cambio de velocidad laterales, para accesos o intersecciones.  Sección estructural del firme (naturaleza y espesor de las capas).  Fecha en que se realizó la última actuación de tipo estructural sobre el firme, esto es, sin tener en cuenta las de tipo superficial (riegos con gravilla, lechadas bituminosas y mezclas bituminosas de espesor igual o menor que 4 cm), ni el eventual fresado y reposición de capas asfálticas en zonas aisladas y localizadas.  Categoría de tráfico pesado. 2º. Inspección visual 3º. Auscultación. Obtención de los datos de la deflexión medidos con el aparato correspondiente. 4º. Aplicación del factor de correlación (si procede) para obtener la deflexión patrón (viga Benkelman) en cada punto de medida. 5º. Comparar resultados de la auscultación con resultados de la inspección visual 6º. A partir de la deflexión patrón: estudio de zonas singulares (tabla 2 de la Norma) y valoración de la necesidad o no de proceder a la eliminación parcial (tabla 3). 7º. División en tramos homogéneos de comportamiento uniforme Es un tramo homogéneo que cumple dos condiciones basadas en el cálculo de la media (m) y la desviación típica (s) de las deflexiones de los puntos del tramo: - s/m <0,40 (normalmente 0,2; 0,3) - 95% de los valores de la deflexión patrón entre 0,5xmedia y 1,5xmedia Se recomienda que la longitud de estos tramos esté entre 200 y 1.000 metros, siendo en todo caso superior a 100 metros.


8º. Obtención deflexión característica (para cada uno de los tramos homogéneos de comportamiento uniforme). dk=m+2s Se pone 2s porque existe un 97,5% de probabilidades de no superar ese valor de la deflexión en ese tramo 9º. Obtención coeficiente corrector por humedad de la explanada C h. Se entra en la tabla 13 de la Norma, considerando: A S-EST 1 (40 kg (m3) y 2 (60 kg/m3), suelos seleccionados y adecuados B Suelos tolerables, marginales, inadecuados 1 Buenas condiciones drenaje 2 Malas condiciones drenaje La máxima deflexión se consigue desfasada 2 semanas de las lluvias No se debe medir con nieve ni hielo ni en época seca Si no sabemos si el periodo si es seco, húmedo…la N orma divide España en 7 zonas con

datos meteorológicos.

10º. Obtención coeficiente corrector por temperatura del pavimento Ct No se debe medir deflexiones con temperaturas del pavimento inferiores a 5ºC ni superiores a 30ºC. Si el espesor de mezcla bituminosa es menor de 10 cm el coeficiente es 1. Entrando en gráfico (figura 5) o tabla 15 de la Norma, se obtiene el valor del coeficiente Ct. 11º. Obtención de la deflexión de cálculo dc=Ct·Ch·d k 12º. A partir de la deflexión de cálculo se obtiene el espesor de recrecimiento entrando en la tabla 5 de la Norma.


RECICLADO a) Introducción Cada vez es más creciente la necesidad, y casi el deber, de reutilizar materiales de la propia obra o del exterior en busca de la construcción sostenible de carreteras. Las ventajas del empleo de soluciones de reciclado se basan en los siguientes motivos: -

técnicos: la experiencia que se ha tenido hasta ahora, es buena

-

económicos: ahorro de materiales

-

ambientales

-

posible reducción del trafico (si reciclo in situ, se reduce el trafico de obra)

b) Marco legal Se cuenta con las siguientes Normas y especificaciones:

-

OC 8/2001 sobre reciclado de firmes

- Artículos PG-3 actualizados que recogen la posibilidades de emplear material reciclado

- Artículos PG-4:

-

o

Art. 20 Reciclado in situ c/emulsión de capas bituminosas

o

Art. 21: Reciclado in situ con cemento de capas de firme

o

Art. 22: Reciclado en central en caliente de capas bituminosas

Plan Nacional de Residuos de Construcción y Demolición (PNRCD) 2001-2006: se establecen principios de gestión de residuos y posibilidades de reutilización Plan Nacional Integrado de Residuos (PNRI) 2007- 2015 que contiene el II PNRCD en un Anexo. Manual de empleo de caucho de neumáticos fuera de uso (NFU) en mezclas bituminosas” 2007. Cedex

-

Especificaciones que deben cumplir los ligantes y mezclas bituminosas que incorporen caucho procedente de NFU. DGC OC 21/2007

c) Clasificación reciclado: Se pueden obtener diferentes clasificaciones de los tipos de reciclado que pueden existir, atendiendo a diferentes criterios: -

según material que se recicle: material bituminoso, material tratado con cemento, capas granulares

-

según temperatura: en caliente, en frío

-

según el ligante empleado: ligantes bituminosos (betún o emulsión), conglomerantes hidráulicos (cemento o cal), mixto (emulsion y cemento o cal) o sin adición de ligante


-

según el lugar: in situ o central

-

según el aporte de material nuevo: con o sin adición de material nuevo

En España lo más usual es el reciclado in situ en frío con emulsión o cemento (principalmente cemento, unas 3 veces más, en volumen, que con emulsión), de capas bituminosas y granulares. Las Comunidades Autónomas que más empleen las técnicas de reciclado son Andalucía y Castilla León, empleándose poco, por ejemplo, en Asturias, Galicia y Baleares. d) Aplicación La Norma indica que debe estudiarse la posibilidad de emplear técnicas de reciclado en las actuaciones de eliminación parcial y reposición del firme de más de 70.000 m2. Las normativas actuales sólo permiten aplicar soluciones de reciclado en obras de rehabilitación o conservación de carreteras con las siguientes restricciones, en función de la categoría de tráfico pesado: Categoría tráfico

Reciclado in situ c/cemento

T00

Reciclado in situ c/emulsión

NO

NO

NO

NO

Reciclado en central en caliente NO Recrecido en arcenes, si lleva encima capa de rodadura.

T0

En calzada si lleva al menos 10 cm de MB

NO

T1 T2 a T4 y vías de servicio no agrícolas

Recrecido en arcenes, si lleva

Recrecido en arcenes, si lleva

encima capa de rodadura.

encima capa de rodadura.

En calzada si lleva al menos 8

En calzada si lleva al menos 6

cm de MB

cm de MB

SI, siempre que lleve encima una capa de MBC tipo D o S

e) Limitaciones del empleo de técnicas de reciclado Destacan tres limitaciones en el empleo de soluciones de reciclado: -

El aprovechamiento de materiales usados con anterioridad puede producir un sobrecoste económico importante

-

Coste energético en la preparación de los materiales para su reciclado

-

Merma de calidad en la unidad terminada


TÉCNICAS DE RECICLADO Actualmente existen diversos procedimientos para reciclar materiales envejecidos sin producir la degradación del ligante ni originar productos contaminantes Todos los sistemas actuales se basan en la transferencia de calor por conducción, diferenciándose entre ellos en función de la temperatura a la que se encuentra el material reciclado y, por tanto, del aprovechamiento de material reciclado.

1. Reciclado in situ con emulsión (Artículo 20) Las técnicas de reciclado in situ con emulsión permiten aprovechar los materiales provenientes de la carretera mediante un correcto mezclado con emulsión y agua. Los reciclados pueden realizarse sin aporte de áridos (reciclado del 100%) o con un pequeño aporte que actúa como corrector granulométrico (reciclado del 85-90%). 

Espesor: 6 – 12 cm. Se permite penetrar 1 cm en la capa inferior a la fresada. Se limita el espesor a 12-15 cm para que adquiera cohesión.



Materiales: material a reciclar bituminoso que no venga de pavimentos con deformaciones plásticas, emulsión ECL, ligante residual añadido (1,5% en masa) y cal o cemento (hasta un 1% en masa)



Ejecución: Temperatura >5ºC y que no haya precipitaciones



Se emplea un equipo que integra fresado, dosificación y distribución de la emulsión, mezcla y extendido. Deberá llevar un dispositivo que evite el levantamiento en bloques del material al fresar. Además se requieren cubas móviles para distribución de agua y emulsión, un compactador de rodillo y otro de neumáticos. Lo importante es garantizar un espesor constante, velocidad constante y fresado uniforme.



Ancho mínimo del fresado: medio carril (con tráfico T1, se hace todo el carril a la vez bien con máquina ancha o dos equipos en paralelo.



Si va a haber tráfico: riego de curado con emulsión de rotura rápida y árido de cobertura + compactación (neumáticos) + barrido


2. Reciclado in situ con cemento (Artículo 21) Las técnicas de reciclado in situ con cemento aprovechan el material existente en la carretera, regenerando sus propiedades mediante el mezclado con cemento y ocasionalmente un corrector granulométrico (grava o zahorra) El reciclado con cemento permite abrir al tráfico más rápidamente que otras soluciones. Uno de sus inconvenientes es que el reciclado con cemento genera grietas de retracción que se reflejan en superficie del firme y necesitan conservación posterior. 

Espesor: 20 – 30 cm (mínimo de 20 cm para evitar roturas; se puede llegar a 35 cm si se garantiza compacidad))



Contenido mínimo de cemento (aportado como lechada): 3% (suele estar entre 3,5 y 5%)



Materiales: capas de firme fresadas (no necesariamente bituminosas), lechada de cemento (>3%), árido de aportación, agua, retardador de fraguado (en caso de altas temperaturas)



Ejecución: Temperatura 5 - 35ºC y que no haya precipitaciones



Se emplea un equipo que integra fresado, dosificación y distribución del cemento, mezcla y extendido, disponiendo de un mezclador para aportar la lechada de cemento. Además se requieren cubas móviles para distribución de cemento, un camión cisterna de agua, un compactador de rodillo y otro de de neumáticos



Ancho mínimo del fresado: medio carril. Normalmente se realiza en franjas de 2 m de ancho. Lo importante es garantizar la uniformidad del fresado



Si va a haber tráfico: riego de curado (antes de 3 horas desde el final de la compactación) con árido de cobertura + compactación (neumáticos) + barrido

3. Reciclado en central en caliente (Artículo 22) Consiste en emplear el material fresado de las capas de mezcla bituminosa para fabricar nuevas mezclas bituminosas en caliente. La proporción de material reciclado debe estar entre el 10 y el 50%, siendo lo normal entre el 15 y 30%; hasta el 15% se considera un reciclado de bajo porcentaje y a partir del 30% se realizarán estudios especiales Se transporta el material procedente de las mezclas envejecidas o fabricadas y no extendidas a la planta donde se tritura si es el caso. Tras un proceso de homogeneización se considera material a reciclar tratado. La central de fabricación, si es discontinua, deberá disponer de tambor secador independiente para el material bituminoso a reciclar. Se aportará ligante que será al menos el 60% del total de ligante. Este total (ligante de reciclado más el aportado) debe ser mayor del 4% en capas intermedias y mayor del 3,5% en capas de base. Conservación y Explotación de Carreteras. Página 25.

NEUMÁTICOS FUERA DE USO (NFU) El último aspecto de reaprovechamiento que se ha incorporado a las técnicas de pavimentación es el empleo de caucho procedente de neumáticos fuera de uso (NFU) en la fabricación de mezclas bituminosas En Mayo de 2007 el CEDEX publicó el Manual de Empleo de Caucho de NFU en Mezclas Bituminosas, con la colaboración de los Ministerios de Fomento y Medio Ambiente En Julio de 2007 la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento aprobó la OC 21/2007 que regula el uso y especificaciones que deben cumplir los ligantes y mezclas bituminosas que incorporen caucho procedente de NFU Las técnicas existentes permiten aprovechar el caucho procedente de NFU bien en forma de filler, bien mezclado con el ligante en diferentes proporciones

■

Nota: los gráficos que aparecen han sido extraídos del libro INGENIERIA DE CARRETERAS (volumen II). Ed. Mc Graw Hill. Kraemer, Pardillo, Rocci, Romana, Sánchez Blanco, del Val


Conservacion y Explotacion de Carreteras

Recommend Documents